Odpowiedź
Receptory jonotropowe i receptory metabotropowe to dwie klasy białek receptorowych, które neurony rozpoznają w celu odbierania neuroprzekaźników. Białko receptorowe to każde białko, którego podstawową funkcją jest przekształcanie wiązania substratu molekularnego w sygnał lub działanie.Receptory jonotropowe bezpośrednio przekazują prąd, gdy wiążą substrat.Z drugiej strony, receptory metabotropowe bezpośrednio aktywują kaskady molekularne, gdy wiążą substrat.
Receptory jonotropowe
Receptory jonotropowe są najbardziej powszechnymi receptorami neuroprzekaźników.Ponieważ ich działanie jest bezpośrednie, jest szybkie i na ogół bardzo krótkotrwałe.
Przykłady są liczne, ale obejmują receptor AMPA, podstawowy receptor dla podstawowego neuroprzekaźnika pobudzającego, glutaminianu, receptor NMDA, o którym sądzi się, że jest zaangażowany w uczenie się i pamięć, oraz receptor GABA, podstawowy receptor dla podstawowego neuroprzekaźnika hamującego, GABA.
Zauważ, że NMDA jest zaangażowany w uczenie się i pamięć, dwa procesy określone w dużej mierzeby ich czasowego rozszerzenia. Receptor NMDA jest w stanie mieć dłuższy efekt, ponieważ prąd, który przechodzi zawiera jony wapnia.Wapń jest wspólnym 2. posłańcem w kaskadach molekularnych, więc ten prąd może mieć efekty normalnie związane z takimi kaskadami, a nie z prostymi prądami.Sprawdź „Aside on Terminology” poniżej dla niektórych myśli na temat tego, co to oznacza dla rozróżnienia między receptorami jonotropowymi i metabotropowymi.
Receptory metabotropowe
Receptory metabotropowe mają bardziej zróżnicowane działanie niż receptory jonotropowe, ale prawie wszystkie należą do jednej rodziny genów: rodziny receptorów sprzężonych z białkiem G. Białka te łączą się ze wspólnym, mniejszym białkiem, białkiem G, i uwalniają je, gdy wiążą swój substrat.Często zdarza się, że kaskady te obejmują rodzinę cyklicznych nukleotydów cząsteczek sygnalizacyjnych i/lub fosforylację białek.Ponieważ muszą one aktywować kaskadę chemiczną, receptory metabotropowe mają efektyonon wolniejszej skali czasowej niż receptory jonotropowe.Zauważ jednak, że widzieliśmy przykład receptora jonotropowego, który może mieć efekty, które trwają przez bardzo długi czas.Podobnie, istnieją receptory metabotropowe, których kaskady tylko aktywować kanały jonowe, powodując zmiany napięcia rzędu kilkuset ms.
Przykłady receptorów metabotropowych obejmują metabotropowe receptory glutaminianowe (mGluRs), które są zaangażowane w długotrwałą depresję synaptyczną, oraz muskarynowe receptory acetylocholinowe (mAChRs), których rola w ośrodkowym układzie nerwowym jest słabo poznana.
An Aside on Terminology
Plato słynny zaproponował zdefiniować człowieka jako „dwunóg bez piór”.cyniczny filozof Diogenes as-famously odpowiedział przez skubanie kurczakaand krzycząc: „Oto! Przyniosłem ci człowieka.”
Receptor NMDA† jest tak problematyczny dla naszych definicji, jak kurczak był dla Platona. W pewnym sensie jest on zarówno jonotropowy jak i metabotropowy: przepuszcza prąd, a ten prąd bezpośrednio aktywuje kaskadę molekularną. Stanowi to problem, ponieważ chcielibyśmy móc podzielić nasze cząsteczki na rozłączne zbiory.
Zadałem to pytanie (czy receptor NMDA jest metabotropowy czy jonotropowy?) na konferencji neurobiologicznej i prawie wybuchła bójka w jacuzzi.Wszyscy zgodzili się, że to głupie pytanie, ale nie było zgody na właściwą odpowiedź.Dla biofizyków i specjalistów od kanałów jonowych, NMDA był oczywiście jonotropowy, podczas gdy neurobiolodzy komórkowi i systemowi uważali za równie oczywiste, że NMDA był metabotropowy.
Co więc ma zrobić dziewczyna w obliczu tego zamieszania? Pociesza mnie cytat z Ludwiga Wittgensteina, innego filozofa, tym razem z XX wieku.W cytacie, który niestety nie oddaje sprawiedliwości jego wspaniałej filozofii języka, powiedział: „Granice mojego języka są granicami mojego świata”.To znaczy, że świat sam w sobie po prostu istnieje, nazwy, żargon i symbole niech będą przeklęte. Nakładamy na niego sztuczne granice za pomocą naszych słów, tak jak państwa narodowe nakładają sztuczne granice na Ziemię, a potem udajemy, że nasze kategorie i etykiety są „naturalne”, podczas gdy tak naprawdę są one niczym innym. Odzwierciedlają one świat, w którym wierzymy, że żyjemy, świat, w którym chcielibyśmy żyć, i powinniśmy zadbać o to, by być w tym uczciwi.
† Na marginesie tej uwagi na temat terminologii: konwencja nazywania receptorów po substancji chemicznej, która jest najbardziej selektywnym czynnikiem wiążącym w momencie odkrycia, jest całkowicie szalona. Nie ma NMDA (ani nie ma AMPA!) w organizmie, więc nazywanie białka, o którym mowa „receptorem NMDA” jest całkowicie sprzeczne z samym pojęciem receptorów^!
^ Jeden poziom głębiej: pojęcie receptorów wydaje mi się, że dostajemy całą rzecz dokładnie do tyłu. Termin pochodzi z czasów, kiedy biochemistryrywas poważnie ograniczone w swoich technik, i znacznie underestimatedthe złożoność białek i moc modeli z chemii nieorganicznej.Odnosi się do testów, gdzie chemikalia są myte na i ich binding affinitiescalculated bardzo sprytnie.Ich rola w komórce ma niewiele wspólnego z wiązania per se.Zamiast być pasywne receptory, te cząsteczki są detektory.Oni włączyć sygnały w środowisku komórek do zmian fizycznych i chemicznych w komórce. Zauważ, że to odrzuca wszelkie potrzeby, aby stać się dziwnym i mówić rzeczy jak „fotoreceptor” lub „mechanoreceptor”.